蒲石河抽水蓄能電站導(dǎo)葉上部研磨原因分析與處理

陶迎新，溫占營，梁睿光

（遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司，遼寧 丹東 118216）

蒲石河抽水蓄能電站導(dǎo)葉上部研磨原因分析與處理

陶迎新，溫占營，梁睿光

（遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司，遼寧 丹東 118216）

遼寧蒲石河抽水蓄能電站2號(hào)機(jī)組導(dǎo)葉上部與頂蓋抗磨板先后兩次出現(xiàn)研磨，第一次采用導(dǎo)葉端部間隙按上下比例為2∶1進(jìn)行調(diào)整；導(dǎo)葉止推壓環(huán)間隙按0.05～0.10mm進(jìn)行調(diào)整，第二次止推壓板處再均勻增加兩個(gè)抗磨塊，其余部件尺寸不做修改，哈電對(duì)新的止推裝置重新進(jìn)行了有限元計(jì)算分析，在23t千斤頂?shù)闹ы斄ψ饔孟拢瑢?dǎo)葉向上的位移僅為0.107mm。

導(dǎo)葉；研磨；原因；處理

0 概述

遼寧蒲石河抽水蓄能電站位于遼寧省寬甸滿族自治縣境內(nèi)，距丹東市約60km，為東北地區(qū)第一座大型純抽水蓄能電站，總裝機(jī)容量1200MW（4×300MW），2012年9月四臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電，在東北電網(wǎng)中擔(dān)任調(diào)峰、填谷、調(diào)頻和事故備用。

1 導(dǎo)葉上部第一次研磨及處理

2號(hào)機(jī)組調(diào)試期間，甩100%負(fù)荷后，開機(jī)進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)球閥前后壓差過大，無法正常開機(jī)。排掉機(jī)組段水后，進(jìn)行導(dǎo)葉檢查，發(fā)現(xiàn)除4號(hào)導(dǎo)葉外其他19個(gè)導(dǎo)葉與頂蓋上抗磨板發(fā)生刮研。刮研部位為導(dǎo)葉進(jìn)水邊靠近外側(cè)。且在刮研處附近發(fā)現(xiàn)每一個(gè)導(dǎo)葉迎水面及上抗磨板被沙粒等擊打造成凸凹不平痕跡（見圖1）。

圖1 被研磨的導(dǎo)葉上端面

根據(jù)哈爾濱電機(jī)廠建議，導(dǎo)葉端部間隙按上下比例為2∶1進(jìn)行調(diào)整；導(dǎo)葉止推壓環(huán)間隙按0.05～0.10mm進(jìn)行調(diào)整，并要求拆卸拐臂，對(duì)止推環(huán)、止推壓環(huán)進(jìn)行實(shí)測后，按實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。考慮拆卸拐臂工期較長，用兩個(gè)3.2t千斤頂頂起法檢測止推環(huán)與止推壓環(huán)之間的間隙。調(diào)整后測量導(dǎo)葉端面間隙（見表 1）。

表1 第一次研磨處理后導(dǎo)葉間隙 單位∶mm

2 導(dǎo)葉上部第二次研磨與檢查

2號(hào)機(jī)組15天試運(yùn)行后，機(jī)組段排水，打開蝸殼進(jìn)人門對(duì)導(dǎo)葉端面間隙進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉再次上浮，除5號(hào)導(dǎo)葉外，其他19個(gè)導(dǎo)葉上端部與頂蓋上抗磨板發(fā)生不同程度的研磨。見圖2。

圖2 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)上部裝配放大圖

檢查過程∶

1）對(duì)導(dǎo)葉端面和立面間隙進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)∶導(dǎo)葉立面間隙未發(fā)生變化，上端面進(jìn)水邊和出水邊均出現(xiàn)不同程度的研磨現(xiàn)象，導(dǎo)葉下端面間隙由原來的0.15～0.20mm變大到0.40～0.55mm。

2）在導(dǎo)葉動(dòng)作過程中控制環(huán)上抬0.15mm左右，考慮到從控制環(huán)到導(dǎo)葉之間有三道活接，因此上抬傳遞的可能性不大。

3）將抗磨塊送到檢測中心進(jìn)行壓力檢測試驗(yàn)結(jié)果變形不大。

4）分別用兩個(gè) 5t、10t、16t的千斤頂在止推環(huán)不加墊、加2.2mm墊和加2.4mm墊，所有螺栓全部按照設(shè)計(jì)要求力矩把和后分別測導(dǎo)葉上抬量，結(jié)果導(dǎo)葉上抬量比較大，最大上抬0.56mm。

3 第二次處理

根據(jù)哈爾濱電機(jī)廠通知單要求，止推壓板處再均勻增加兩個(gè)抗磨塊，其余部件尺寸不做修改，哈電對(duì)新的止推裝置重新進(jìn)行了有限元計(jì)算分析，在總共23t千斤頂?shù)闹ы斄ψ饔孟拢瑢?dǎo)葉向上的位移僅為0.107mm。

在現(xiàn)場對(duì)止推壓板鉆孔，并現(xiàn)場安裝新的抗磨塊。安裝新的抗磨塊后用20t壓力頂導(dǎo)葉臂試驗(yàn)，導(dǎo)葉上抬0.10mm。回裝導(dǎo)葉臂、止推裝置，按照下端面間隙0.10～0.15mm調(diào)整導(dǎo)葉間隙，調(diào)整導(dǎo)葉立面間隙為0mm，聯(lián)合驗(yàn)收合格。

4 原因分析

產(chǎn)生導(dǎo)葉研磨現(xiàn)象的原因有以下幾方面∶

1）在機(jī)組啟機(jī)過程中由于導(dǎo)葉下軸套排水不暢導(dǎo)致導(dǎo)葉上抬。

分析∶導(dǎo)葉安裝階段，施工單位用清水貫通排水管，未發(fā)現(xiàn)堵塞，機(jī)組安裝完畢后，該排水管沒有雜物可進(jìn)入，故該原因可排除。

2）在機(jī)組啟動(dòng)過程中控制環(huán)不水平或接力器受力不均導(dǎo)致導(dǎo)葉上抬。

分析∶機(jī)組安裝階段，控制環(huán)與接力器的水平嚴(yán)格按照廠家及國標(biāo)要求進(jìn)行，接力器為油壓操作，受力均勻，故該原因可排除。

3）裝配過程中導(dǎo)水機(jī)構(gòu)螺栓松動(dòng)，導(dǎo)致導(dǎo)葉上抬。

分析∶檢查發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉臂與止推塊8-M16的內(nèi)六角把合螺栓有松動(dòng)的跡象，一個(gè)人的手勁就能拆卸下來，與圖紙150NM的要求不符，且拆下來的螺栓把合螺紋部分螺紋鎖固膠涂抹不到位，鎖固膠僅殘留在尾部光孔部分。故此為原因之一。

4）止推環(huán)變形導(dǎo)致止推環(huán)沒起到止推作用，導(dǎo)致導(dǎo)葉過度上抬與抗磨板發(fā)生摩擦現(xiàn)象。

分析∶任何的金屬和非金屬部件在特定力的作用下，都會(huì)產(chǎn)生變形，關(guān)鍵在于此特定力是否是由于產(chǎn)生某種偏錯(cuò)，而意外產(chǎn)生的，且此特定力不在設(shè)計(jì)預(yù)想的范圍內(nèi)。

現(xiàn)場進(jìn)行的各種試驗(yàn)和以下理論分析就是在此特定力的作用下進(jìn)行的。目的只有一個(gè)，盡可能找出抑制導(dǎo)葉位移的方法，滿足后續(xù)回裝的需求。

經(jīng)在中水六局實(shí)驗(yàn)室對(duì)已使用過的由2號(hào)機(jī)拆卸下來的非金屬的抗模塊進(jìn)行的測試，其變形在0.10mm左右。

哈電使用ANSYS軟件，對(duì)止推壓板與止推塊進(jìn)行了有限單元的剛度計(jì)算分析，輸入數(shù)據(jù)為28t的力，其結(jié)果∶止推壓板的最大變形∶0.02mm，止推塊的最大變形∶0.10mm。見圖3。

圖3 止推塊的最大變形分析

經(jīng)核算止推塊和止推壓板在各自的把緊螺栓下自身的變形均在0.02mm以內(nèi)。可以看到除了上述已經(jīng)計(jì)算過的變形只占總變形的較少部分外，仍存在其他的變形，故此止推塊彈性變形是導(dǎo)葉研磨的主要原因。

5 結(jié)論

雙機(jī)甩負(fù)荷試驗(yàn)后，檢查2號(hào)機(jī)導(dǎo)葉和抗磨板情況，未發(fā)現(xiàn)新的研磨，導(dǎo)葉間隙符合哈電工地單要求，上端面間隙0.50～0.60mm，下端面間隙為0.20～0.30mm。數(shù)據(jù)表明上述處理方法得當(dāng)，采取增加抗磨塊和按照?qǐng)D紙力矩緊固螺栓措施正確。

TK730

B

1672-5387（2014）02-0063-03

2013-11-05

陶迎新（1982-），男，助理工程師，從事水機(jī)管理工作。